《3/5公告-新增計畫No.14》
《3/1公告-新增一子計畫No.7-c》
中央研究院地球科學研究所 2022年「大學生暑期研習計畫」
徵選辦法
一、本所為儲備未來優秀研究人才，鼓勵國內外公私立大學在校學生參與本所專題研究計畫，接受研究指導及學習研究方法，並加強實驗、實作之能力。
二、申請資格：公私立大學地球科學及理工相關科系在學學生，對研究有興趣者。
三、申請期限：民國111年4月8日（五）前向本所提出申請，逾期不受理。申請結果於4月29日（五）本所網站公布。
四、研究期間：自民國111年7月1日(五)- 8月31日(三)，計2個月。如遇新冠肺炎疫情影響，將以本所公告為主。研究時間為全時上班為主，若研究期間有無法全程參與的情形，請於申請文件中說明（例：學校安排的必修課程時間與研究期間重疊），將於審閱申請資料時評估，仍有錄取機會。
五、參與專題研究計畫：
1. Applications of stable isotopes for probing changing Earth (主持人: 梁茂昌 研究員)
摘要：Stable isotopes have been used widely to constrain fundamental aspects of changing Earth, including changing climate and environments. The opportunity is provided for those who are interested in the applications of conventional (such as dD, d13C, d18O) and unconventional (such as D17O, D47) isotope techniques for various scientific problems. Changing climate is a topic of public interest. The change modulated with water and greenhouse gases is driven by and reflected in their cycles in the atmosphere, biosphere, hydrosphere, and geosphere. The program contains two sub-projects. First one is to measure the major greenhouse gases such as CO2, N2O, and water vapor in the troposphere and/or from volcanic emissions. One specific component related to this is to understand the sources and processes that affect water resources in Taipei. The second part is to decode climate signals encoded in geological archives such as well-preserved mollusks. Applicable students are advised to choose to work on one, but not limited to, of the projects.
2.利用UAV LiDAR獲取次公尺級數值地形並解析工程尺度之地質構造(主持人：詹瑜璋 研究員)
摘要：地質資訊是人類環境永續發展與保護的重要一環，精確的地質構造資訊有利於高品質的開發決策及引用適合有效的工程作法。隨著無人機技術逐步邁向成熟與穩定，未來更高階的遙測感測器也將掛載在無人機載具上，得進一步獲取更高精度與解析度的環境遙測資料。本研究將利用無人機光達系統(UAV LiDAR)獲取高解析度數值地形，並應用數值航測軟體建立高密度的點雲數值地形模型。參與本計畫的學生將學習如何使用無人機進行航拍規劃、瞭解UAV LiDAR點雲與數值地形模型的特色、及如何使用數值航測方法製作高精度的數值地形模型。參與的學生也將學習如何將獲取的資料輸入三維資訊系統，並操作三維分析模組以進行精細的地層與地質構造解析工作。本計畫歡迎對野外地質學、構造地質學、工程地質學、3D地質製圖、基礎程式設計、無人機操作、各類電腦軟體操作、及三維空間資訊分析，有基礎或高度興趣的同學報名參加。
3. 利用同位素地球化學方法探討過去大氣海洋環境氣候的變化及其對環境或生物的影響（主持人：劉怡偉 助研究員）
摘要：同位素系統作為地球化學領域下最強大的分析工具之一，常能提供我們更多資訊去了解地球環境和氣候在不同時間及空間尺度下的變化及變化背後的控制機制。在今年的暑期計劃中，我們將利用所上建立的高精度質譜儀技術，針對地質樣本進行分析，並討論這些隨時間變化的同位素組成背後，受到什麼樣的機制所控制。參與計劃的同學預計在兩個月的研習期間可接觸到樣本的篩選處理，無塵室內同位素的純化實驗，以及高精度熱游離質譜儀的操作分析。歡迎對同位素地球化學，生物地球化學，地球環境變化以及海洋大氣循環有興趣的同學報名，加入我們的研究團隊！
4. 利用微區XRF探討中南半島基性—超基性捕獲岩之化學與物理特徵（主持人：彭君能 副研究員）
摘要：微區XRF是一種新興的分析技術，利用毛細管光學元件把X射線聚焦成為微米級光束，激發樣本產生螢光，依據螢光的特性指示主要與次要元素含量，搭配水平移動載台，更能取得元素隨空間分布的重要資訊。前人研究基性—超基性捕獲岩多利用電子顯微鏡與電子微探分析，以微區XRF作為研究工具尚未普及。本計畫擬利用實驗室新採購之Bruker M4 Tornado Plus微區XRF光譜儀，研究自中南半島採集的一套基性—超基性捕獲岩之化學與物理特徵，務求在新的技術條件下，既能優化傳統的分析方法，亦有機會探索前所未有的發現。獲選的大學生將有機會接觸此新興的、在近年發展迅速的分析技術。
5. 花蓮米崙井下光纖（MiDAS-Optical Fiber)資料分析與模擬（主持人：馬國鳳特聘研究員）
摘要：去年年底(20211231)MiDAS計劃，順利完成重要的跨斷層井下光纖的設置，此700公尺深的井下光纖，約於深度500公尺跨過米崙斷層帶。井下光纖的相關資料，除了可探究背景重要環境分析之外，也提供重要的地震波傳遞行為資訊。此暑期計劃主要以解析光纖相關地震紀錄資訊為主，並藉由模擬的技術，探討地震波在近地表的行為，及跨越斷層的相關可能變化。
6. 以海洋碳酸鈣多重地化及同位素代用指標重建過去海洋環境之變遷 Reconstruction of past changes in the ocean environment using multiple geochemical/isotopic proxies of marine carbonate（主持人:黃國芳 副研究員）
摘要：在地球過去的歷史上，海洋之物理（如：溫度、鹽度及洋流循環）及化學性質（如：氧化還原狀態）的改變、氣候與環境的劇變，以及生物的演化或滅絕有著十分密切的關係。因此，重建過去海洋環境的變遷史可提供直接的證據來暸解地球氣候系統的運作模式、發生氣候與環境劇變的主控因子，以及兩者與生物演化或滅絕之間的關聯性。本計畫將利用已建立完成之高精度微量元素量測技術及高精準同位素質譜分析術，以保存於海洋生物性碳酸鈣（如：有孔蟲殼體）或無機碳酸鈣（如：海洋石灰岩）中的多重環境代用指標重建千年及百萬年尺度下海洋環境的變遷，並進一步探討古海洋環境變遷在不同時間尺度下如何影響地球氣候系統的運作與大規模生物滅絕事件的發生。歡迎對同位素地球化學、生物地球化學循環、古海洋及古氣候重建具熱誠的同學加入我們的研究團隊!!!
7. a.台灣西南外海域單頻道震測資料重處理 / b.越南北部廣寧煤礦地表變形分析 / c. Modelling surface deformation as a result of CO2 injection into a reservoir（主持人:林玉儂 助研究員）
摘要：
a.台灣西南外海域單頻道震測資料重處理
摘要：在本計畫中，學生將會學習如何使用工業級震測資料處理軟體geovation來進行資料處理。使用的資料為早期台灣大學海洋研究所在台灣西南外海淺水區採集的單頻道震測資料，透過重處理此一相對簡單的資料，學生將學習基本流程、相關原理以及有效的質檢方法，從而培養震測資料處理的基本知識。
b. 越南北部廣寧煤礦地表變形分析
摘要：在本計畫中，學生將利用差分合成孔徑雷達(InSAR)資料進行越南北部廣寧煤礦的礦區地表變形監測。使用的資料主要是哨兵一號(Sentinel-1)衛星，透過比對礦區開發區的時空發展以及地表變形發生的位置與速率，並結合InSAR時間序列的基本分析原理，學生將判斷該礦區是否有發生災變的潛在可能，以及其可信度與誤差值，從而培養對InSAR時間序列結果的識讀能力。
c. Modelling surface deformation as a result of CO2 injection into a reservoir
Abstract: Pressurized reservoir due to CO2 injection can induce surface deformation. Using a boundary Element Method (BEM, Arch), it is possible to model and predict the amount of displacement at earth surface. In this internship, the student will be guided to carry out forward model of surface deformation due to CO2 injection using a synthetic reservoir. In such modelling, pressure and regional stress are the main parameters controlling displacement, and in turn strain and stress. At the end of the internship, the student will become familiar with the stress modelling tools that can be applied in many other geological settings.
8. 宜蘭輕度變質岩區地熱地質模型初探（主持人:李建成 研究員）
摘要：
工作項目：
（1）野外工作（地熱區的地質岩性及變質變形構造的勘查瞭解）；
（2）文獻閱讀討論（地熱地質、高壓變質岩之掘升、台灣東部中央山脈地質及地體構造、脆韌性構造的分析原理方法）；
（3）構造投影圖資料分析與展示（投影圖軟體操作及應用、變形構造測量及分析結果之展示）；
（4）輕度變質岩地質構造剖面圖的建構及繪製；
（5）綜合消化其他科學資料；
（6）地熱地質模型的初步建立。
研究時程：
第一個星期：文獻閱讀及野外行前準備；
第二、三星期：野外工作；
第四到第六個星期：進行室內分析工作，學習地質構造剖面圖的建構，期中報告；
第七、八星期：綜合分析、地質現象解釋，探討建立地熱地質模型，並製作成果海報。
9. 前進地心:探索地核的熱傳導率、聲速與熱演化歷史（主持人:謝文斌 副研究員）
摘要：地球物質在地球深部高溫高壓狀態下的物理性質能夠幫助了解地球內部的熱化學結構演化與動力學過程以及驗證地震波觀測的結果。在此暑期研究中，我們將結合高溫高壓鑽石砧與新穎的光學方法，在實驗室裡模擬地球深部高溫高壓的狀態，猶如一步一步地進入地球內部，探索地球物質於極端條件下的熱傳導及聲速。我們會利用超快雷射與拉曼光譜研究組成地核的材料，例如鐵、鐵-矽、鐵-碳、鐵-硫等合金於高溫高壓狀態下的熱傳導率、分子振動光譜、相變行為及聲速等物理性質。這些研究成果將有助於進一步了解地核的熱演化歷史以及地球磁場的演變。
10. 由地震活動度、多元地球物理觀測量及環境因子之時空特徵探討地震觸發機制（主持人:許雅儒 研究員）
摘要：台灣地震活動頻繁、大地應變速率高，再加上擁有密集的地震觀測網、全球導航衛星定位系統、地下水位等不同觀測站，提供一個絶佳的試驗場來了解地震活動度、陸地儲水變化、孔隙液壓作用、海洋負載等其它物理機制和誘發地震之間的關係。了解地震觸發過程是地震學中的一個極具挑戰性的問題，若能探討在自然條件下不同振幅及週期的應力擾動對不同規模地震的影響，可對地震觸發的過程及地震前兆現象有更深入的理解。本計劃將綜合分析地震活動度、全球導航衛星定位系統時間序列、地下水位、環境噪聲技術求取的震波速度變化、古登堡芮克特定律的 b 值、井下應變儀中記錄的應變資料及海床絶對壓力計資料等，評估不同參數在時間及空間域上的變化特性，了解不同物理過程如何影響台灣陸地及外海地震活動。
11. Ryukyu, Taiwan, and New Zealand: How are they different in subduction zone styles? （主持人:郭本垣 研究員）
摘要：We have unique on-land and ocean bottom seismic array data in Taiwan, Ryukyu, and the New Zealand regions and hope to analyze them to understand the differences in subduction styles manifested in back-arc basin, arc magmatism, and mantle wedge flow structures. Some of the data would be analyzed for the first time, others await new explanations. We will employ a few techniques, using programing languages such as shell, FORTRAN, Python and so forth, in junction with some open analysis tools. The goal of the project is twofold: to have students to go through basic research in order to have a taste of earth science, and to help them to develop presentation styles, build confidence, and command better programing skills, for their future careers (no matter what that might be). One aspect of my projects is their natural connection to geology and oceanography, so students with science/engineering background and broad interests are welcome. Usually a team work is required to finish each sub-project. Previous summer students working with me were from NTU (台大), NCU (中央), NCKU (成功), University of Taipei (北市大), and NTOU (海大), among others. They all had a lot of fun in IES. Try to ask them about their IES summer experiences, or just contact me.
12. 隱沒帶的動力模型（主持人:譚諤 副研究員）
摘要：本計畫將以數值模擬的方式，建構隱沒帶的動力模型（如圖 https://tan2.github.io/research/subduction.anim.gif），並探討玄武岩及橄欖岩的相變如何影響隱沒帶構造及隱沒板塊結構。參與學生將設置、執行、分析一個動力模型，學習到叢集電腦的使用、Python資料處理及繪圖。
13. 時變地震層析成像的研究與應用Time-dependent Seismic Tomography（主持人:黃信樺 副研究員）
摘要：地下速度構造能反映地殼岩層的物理特性與應力狀態，提供深入了解如隱沒帶、火山岩漿庫與斷層構造等關鍵訊息。利用地震事件或周遭噪訊資料，地震層析成像(Seismic tomography)已是最主要探測地下速度構造的技術之一，然而因受限於地震與噪訊源在時空分布的變動性，目前主流的應用仍受限於三維的空間分析。本研究將收集與使用台灣或國外的地震/噪訊資料，探討地震層析成像在時序變化分析的穩定性與可行性，利用速度變化來探討地下構造的活動性與時空演化，例如斷層/孕震構造間的應力轉移與火山噴發前後的岩漿活動等。參與者將有機會熟悉相關的地震分析方法與工具，深入了解各類地震訊號與地殼構造特性，學習用地震學來了解與分析自然災害的發生與防治。
14. 自由震盪的分析（主持人:趙丰 客座講座）
摘要：When played, a music instrument undergoes free oscillation characterized by normal modes of specific tones. So does the Earth, or the entity of Taipei Basin, or a structure such as the Taipei 101 Building. We shall study such interesting motions by analyzing actual seismic data.
六、申請方式及檢附資料：
1. 報名及資料繳交請至連結填寫: https://forms.gle/EK8QGoTWVF2NHQGA6
（簡歷表、各學期成績證明及其他補充資料，請合併為單一pdf檔，檔名格式請標示為學校系所+年級+姓名，例如:台大地質二王大明）
2. 簡歷表（含姓名、出生年月日、性別、就讀學校年級、聯絡電話、e-mail）
(a) 簡單自傳書寫對地球科學的概念與興趣，如：1) 簡要自我介紹；2) 參與動機；3) 對地球科學的認識；4) 過去學習背景；5) 有興趣的主題；6)其他。
無字數要求，審閱重點在於能否清楚表達上述各子項目。
(b) 提供兩名以上可以提供推薦意見的老師之e-mail或辦公室電話。
3. 各學期成績證明。(總成績若為百分制，請務必轉換為GPA)
4. 其他補充資料（例如：若有無法全時參與之情況，請於此處說明。）
5. 計畫志願順序。＊註：請審慎評估
七、補助經費項目： 獎學金：參與執行研究計畫之每位學生，兩個月新台幣一萬五千元。研究期間表現優良者，計畫主持人將提供額外獎助金。
八、審查方式：由本所進行審查，申請結果於4月29日（五）本所網站公布。
九、繳交研究成果報告：
1)期中口頭報告：7月底辦理；
2)期末成果報告：8月底辦理，將研究成果製成海報，參加本所舉辦之海報成果展，成績優異者，將頒予特優、優等、佳作獎狀。
十、學習證明：完成本研習計畫者，本所將發給學習證明。
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